ul. Piastowska 55, 32-651 Łęki
604 634 578 / 33 845 01 50

Istota oczyszczalni drenażowych

Pojęcie przydomowej oczyszczalni ścieków

Przydomowe oczyszczalnie ścieków służą ochronie zdrowia, życia, środowiska oraz chronią zasoby czystej wody, która będzie wykorzystana przez przyszłe pokolenia. Nie wszyscy rozumieją potrzebę oczyszczania ścieków pochodzących z gospodarstw domowych. W Polsce tylko 3% gospodarstw jest podłączonych do kanalizacji z oczyszczalnią ścieków. W życiu codziennym wytwarzamy ogromne ilości ścieków, które zagrażają naszemu zdrowiu, czasami życiu, a także grożą zanieczyszczeniem zasobów wody pitnej. Oprócz ścieków „domowych” często mamy do czynienia ze ściekami pochodzącymi z funkcjonujących małych przedsiębiorstw, ośrodków zdrowia, szpitali, urzędów i szkół.
Przydomowa oczyszczalnia ścieków jest urządzeniem, które oczyszcza ścieki i pozwala na odprowadzenie ich w stanie oczyszczonym do gruntu.

W takim rozumieniu jest to urządzenie:

  • autonomiczne: oczyszczające ścieki pochodzące wyłącznie z obiektu, dla którego zostało zaprojektowane,
  • biologiczno – mechaniczne: rozwiązania mechaniczne wspomagają procesy biologiczne będące podstawą działania oczyszczalni,
  • grawitacyjne: w ogromnej większości przypadków oparte na zasadzie grawitacyjnego przepływu cieczy,
  • bytowo – gospodarcze: oczyszczające wyłączenie ścieki z gospodarstw domowych, czyli: wodę zużytą do kąpieli, zmywania i prania oraz wodę do spłukiwania toalet.
oczyszczalnie ścieków

Przydomowe oczyszczalnie ścieków mają zastosowanie we wszelkiego rodzaju obiektach produkujących ścieki bytowe: dom jednorodzinny, szkoła, hotel, zajazd, stacja benzynowa, biurowiec, supermarket.
Do przydomowej oczyszczalni ścieków nie należy kierować ścieków opadowych i wód drenażowych.

LOKALIZACJA

Najważniejszym kryterium lokalizacji oczyszczalni jest odległość ochronna od wody gruntowej i ujęć wodnych.

Odległość ochronna od wody gruntowej

Odległość ochronną od wody gruntowej definiuje się jako mierzoną w pionie odległość miedzy źródłem zanieczyszczeń (poziom drenażu) a zwierciadłem wody gruntowej.
Eliminacja największej ilości mikroorganizmów zachodzi w błonie biologicznej i w nienasyconej glebie nad powierzchnia wody gruntowej. Aby stopień obumierania drobnoustrojów był zadowalający, odległość między rzędną drenu rozsączającego a najwyższym poziomem zwierciadła wody gruntowej nie powinna być mniejsza od 1,5 m. Stan zwierciadła wody gruntowej ulega w ciągu roku zmianom zależnie od położenia geograficznego i rodzaju gleby.

przydomowe oczyszczalnie ścieków
Odległość ochronna od ujęć wodnych

Konieczność zachowania odległości ochronnej od ujęć wody spowodowane jest przede wszystkim groźbą rozprzestrzeniania się mikroorganizmów chorobotwórczych (pasożytów, bakterii, wirusów).
Odległość ochronna w tym wypadku to odległość między drenażem a studnią głębinową będącą jedynym źródłem wody pitnej.Odległość ta powinna wynosić minimum 30 m.

Odległość ochronna 30 metrów od ujęć wodnych odnosi się także do ujęć wodnych sąsiadów.

drenaż rozsączający
Inne kryteria lokalizacji przydomowych oczyszczalni ścieków:
  • Odległość od granicy działki sąsiedniej, drogi: – 2 m (drenaż rozsączający)
  • Odległość od drzew: – 3 m (drenaż rozsączający)

ZASADA DZIAŁANIA

Oczyszczanie ścieków składa się z kilku procesów, które usuwają lub neutralizują ogromną cześć substancji szkodliwych i uśmiercają organizmy chorobotwórcze występujące w ściekach.
Pierwszy z nich usuwa zanieczyszczenia występujące w postaci cząstek stałych. Ten pierwszy stopień oczyszczania to filtrowanie lub przetrzymanie ścieków w zbiorniku tak, aby cząstki stałe mogły opaść na dno. W ściekach (przy dostępie tlenu) rozwijają się pożyteczne bakterie, które rozkładają substancje zawarte w ściekach.
Dalsze oczyszczanie zależy od rodzaju dopływających ścieków. Zwykle jest to połączony proces filtracji z oczyszczaniem biologicznym (a więc przy pomocy samoczynnie rozwijających się bakterii). Takie oczyszczanie jest wystarczające, gdy mamy do czynienia ze ściekami pochodzącymi tylko z gospodarstwa domowego. W większych oczyszczalniach ścieki mogą (czasami muszą) być poddawane procesowi oczyszczania chemicznego.

Przydomowe oczyszczalnie ścieków – oczyszczanie ścieków bytowo-gospodarczych zachodzi w dwóch następujących po sobie etapach:

  • podczyszczanie
  • doczyszczanie
PODCZYSZCZANIE: osadnik gnilny

W osadniku gnilnym ścieki zostają wstępnie oczyszczone. Cząstki unoszące się w ściekach opadają na dno i tworzą osad. Osad ten ulega powolnemu procesowi fermentacji, w czasie której cząstki zanieczyszczeń są rozkładane na substancje rozpuszczalne w wodzie oraz nierozpuszczalne substancje mineralne, które odkładają się na dnie osadnika. Na powierzchni ścieków w osadniku gnilnym tworzy się tzw. kożuch (utworzony z zanieczyszczeń lżejszych od wody – najczęściej tłuszczów), czyli piana powstająca przy procesie fermentacji ( w warunkach beztlenowych) różnych substancji zawartych w ściekach. Aby proces ten był skuteczny musi trwać co najmniej 3 dni – stąd wymaganie właściwej pojemności zbiornika w zależności od ilości podczyszczanych ścieków. Ogólnie można przyjąć, iż ścieki na wylocie z osadnika są podczyszczone w ok. 65%.

Dobór osadnika
Doboru osadnika dokonuje się w celu uzyskania wymaganego prawem stopnia oczyszczenia ścieków. W większości przypadków czas przetrzymywania ścieków w osadniku, niezbędny do ich podczyszczenia, wynosi co najmniej 3 dni.
Czas przetrzymania ścieków w osadniku zależy od jego objętości i ilości wytwarzanych ścieków.

Celem samodzielnego doboru właściwej pojemności osadnika gnilnego można posłużyć się następującym wzorem:

P = n x q x t

gdzie:

  • P – minimalna objętość dobieranego osadnika [dm3] bądź [m3];
  • n – ilość użytkowników RLM (rzeczywista liczba mieszkanców);
  • q – zużycie wody -> ilość ścieków odprowadzanych przez 1 mieszkańca [dm3] bądź [m3] – najczęściej przyjmuje się 130 – 150 dm3/osobę/ dobę;
  • t – zakładany czas przetrzymania ścieków w osadniku [doba] – najczęściej przyjmuje się wartość 3;

Przykład: Dom jednorodzinny, w którym mieszkają 4 osoby:
Pojemność osadnika = (4 x 150 l) x 3 = 1800 litrów.
Dobieramy osadnik o pojemności min 2000 litrów.

W przypadku małych obiektów, swoja rolę spełniają osadniki jednokomorowe, o ile są prawidłowo dobrane i zaopatrzone w kosz filtracyjny, który spełnia rolę filtra zabezpieczającego kolejne elementy systemu oczyszczania ścieków.
Stosowane kosze filtracyjne, w skrócie nazywane filtrami – wypełnione są specjalnymi kształtkami polietylenowymi, które mają za zadanie zabezpieczenie kolejnych elementów oczyszczalni, bądź tak jak w przypadku najprostszych rozwiązań (oczyszczalnie drenacyjne), zabezpieczenie warstwy filtracyjnej przed zatkaniem przez grubsze frakcje zanieczyszczeń pływające w ściekach.
Kosze filtracyjne powinny być okresowo (przynajmniej 2-3 razy w roku) poddane kontroli, a w razie konieczności przepłukane pod bieżącą wodą, pod ciśnieniem. Wynika to z tego, iż kształtki stanowiące wypełnienie kosza mogą być zanieczyszczone grubszymi frakcjami zanieczyszczeń, które na nich osiadły.

Przykładowe objętości osadników, jakie są dostępne na polskim rynku to: 1,0 m3; 2,0 m3; 2,3 m3; 2,5 m3, 3,0 m3, 4,0 m3; 4,50 m3; 5,0 m3; 7,0 m3.

Wentylacja

W celu wyeliminowania przykrego zapachu z osadnika potrzebna jest dobra wentylacja. Osiąga się to poprzez podłączenia osadnika do wentylacyjnej sieci kanalizacyjnej budynku, z wyprowadzeniem poprzez dach na zewnątrz. Wentylacja następuje dzięki naturalnemu ciągowi kominowemu występującemu w pionie kanalizacyjnym.

osadnik gnilny
DOCZYSZCZANIE: różne systemy

O ile etap wstępny, podczyszczanie odbywa się obligatoryjnie w osadniku gnilnym (inaczej: osadnik gnilny jest jedynym możliwym miejscem podczyszczania ścieków w przydomowej oczyszczalni ścieków) ? o tyle etap doczyszczania może odbywać się w różnych konstrukcjach. Jakakolwiek by ta konstrukcja nie była, musi ona służyć jednemu celowi: ma stworzyć optymalne warunki do tlenowego doczyszczania ścieków wypływających z osadnika gnilnego.

Rodzaj gruntu

Rodzaj gruntu ma decydujące znaczenie, w kwestii czy gleba może zostać wykorzystana jako drugi element oczyszczania ścieków – doczyszczanie tlenowe, co ma miejsce w oczyszczalniach głównie drenażowych, bądź wykorzystana jako odbiornik ścieków oczyszczonych.

Do tego celu nadają się tylko gleby przepuszczalne (głównie piaski i grunty mieszane, w których dominują gleby piaszczyste). Grunty o takiej charakterystyce zapewniają odpowiednio długi przepływ, niezbędny w procesie oczyszczania ścieków. W przypadku gleb bardzo dobrze przepuszczalnych gdzie ścieki nie zdążą się oczyścić, jako rozwiązanie można zastosować dodatkową, wspomagającą warstwę filtracyjną. W przypadku gruntu bardzo dobrze przepuszczalnego i nieprzepuszczalnego można zastosować filtr piaskowy, czyli usunąć grunt rodzimy i w powstałym wykopie zbudować filtr piaskowy.

Z powyższego wynika, że wiedza o rodzaju gruntu jest niezwykle istotna. Można ją pozyskać na dwa sposoby:

  • wykonując wiercenia geologiczne, dzięki czemu uzyskamy bardzo dokładne dane, których interpretacji wykonuje specjalista – geolog;
  • wykonując test perkolacyjny, jest to metoda uproszczona, służąca określeniu rodzajów gruntu, którą można wykonać samodzielnie.
Drenaż rozsączający

Jest to układ drenów ułożonych pod powierzchnią terenu. Zadaniem drenażu jest równomierne (rozłożone na dużej powierzchni) wprowadzenie do systemu wstępnie podczyszczonych ścieków (oczyszczonych w 65%) wypływających z osadnika gnilnego. Ścieki muszą dopływać do rowów drenarskich w bardzo małych dawkach. Jest to warunek ich dalszego skutecznego unieszkodliwienia. Dlatego też drenaż rozsączający musi mieć długość proporcjonalną do ilości ścieków i przepuszczalności gruntu. W praktyce przyjmuje się ok. 15 m bieżących drenu na 1 mieszkańca.

oczyszczalnie ścieków z drenażem

 

  • maksymalna długość nitki drenażowej: 20 m
  • grawitacja 2 – 3%
  • minimalna odległość od zwierciadła wody gruntowej: 1,5 m
  • rura drenarska jest perforowana tylko na odcinkach prostych między studzienką rozdzielczą a studzienką napowietrzającą.
przydomowe oczyszczalnie ścieków z drenażem rozsączającym
Filtr piaskowo-żwirowy o przepływie pionowym

Od drenażu rozsączającego różni się tym, że dreny układa się pod warstwą piasku, w dodatkowej warstwie żwiru usypanego na nieprzepuszczalnej folii. Filtr piaskowo-żwirowy stwarza lepsze warunki do oczyszczania ścieków i zajmuje mniej miejsca w porównaniu z drenażem rozsączającym.

Filtr piaskowo-żwirowy o przepływie poziomym

Warstwę filtracyjną umieszczoną w uszczelnionym folią wykopie stanowi leżąca na dnie warstwa żwiru i kolejne warstwy piasku o coraz drobniejszej frakcji. W tak zbudowanym filtrze piaskowym, wstępnie oczyszczone ścieki są doczyszczane, a następnie za pomocą drenów odprowadzane do odbiornika.

Doczyszczanie ścieków na złożu biologicznym

W systemie tym ścieki podczyszczone w osadniku gnilnym są kierowane do zbiornika, w którym umieszczone jest złoże biologiczne. W zbiorniku tym następuje zasadniczy proces tlenowego doczyszczania, polegający na absorpcji zanieczyszczeń organicznych zawartych w ściekach przez błonę biologiczną, która w wyniku reakcji biochemicznych powoduje ich mineralizację. Ścieki wypływające ze złoża mogą być zanieczyszczone kawałkami błony biologicznej, stąd wynika konieczność zastosowania osadników wtórnych przed skierowaniem ścieków do odbiornika.

INSTALACJA DRENAŻU

Przekrój drenażu

Rura drenarska powinna być ułożona w rowie drenarskim o szerokości min. 50 cm. Może to być też łoże drenarskie, na którym ułożone zostaną nitki drenarskie w odstępie min. 1,5 m jedna od drugiej. Rura drenarska musi spoczywać na (od dołu do góry):10 cm dobrze przepuszczalnej gleby, 10 cm piasku, 40 cm żwiru płukanego o frakcji 16/32. Przykryta jest geowłókniną, której brzegi zawinięte są do góry.

Geowłóknina ma za zadanie:

  • chronienie rury drenażowej przed zamuleniem ziemią,
  • chronienie rury drenażowej przed korzeniami,
  • osłonę termiczną
oczyszczalnie ścieków z pakietem rozsączającym

Głębokość posadowienia drenażu rozsączającego:
Optymalna:40 – 50 cm
Minimalna:35 cm
Maksymalna:80 cm, wyjątkowo 100 cm:
poniżej nie ma bakterii tlenowych.
Zalecany spadek drenażu:1%
Odległość między rurami drenażowymi:1,5 m
Szerokość rowu drenarskiego:0,5 m
Długość jednej nitki drenażowej:max 20 m

Rura drenażowa jest nacięta tylko na odcinkach prostych.
Nitki drenażowe mogą być spięte w jeden system, mogą też być niezależne (pozwala na to indywidualna dla każdej nitki, studzienka napowietrzająca).

Konserwacja drenażu

Nawet najbardziej prawidłowo skonstruowane podłoże nitki drenażowej może ulec po latach zamuleniu. Doświadczenie uczy nas, iż okres ten to około 20 lat. Praca konserwacyjna w tym wypadku to demontaż drenażu, usunięcie żwiru i wymiana ok. 20-30 cm podłoża ziemno-piaskowego. Przepłukany żwir oraz umyte rury drenarskie układamy w pierwotne rowy i zasypujemy tak jak w momencie pierwszej instalacji. Inną ważną czynnością konserwacyjną jest częste płukanie oraz coroczne czyszczenie każdej nitki drenarskiej poprzez studzienkę zamykającą.

Częstotliwość i zakres czynności konserwacyjnych oczyszczalni
UrządzenieCzynnośćCzęstotliwość: raz na …
1 m-c6 m-cy1 rok2 lata4 lata
Osadnik gnilnyWypróżnianie osadnika gnilnegoX
Wypróżnianie osadnika gnilnego
w systemie z separatorem tłuszczu
X
Płukanie filtra z puzzolanąX
DrenażWeryfikacja i czyszczenie studzienki rozdzielczejX
Płukanie nitek drenażu poprzez studzienkę zamykającąX
Separator tłuszczuCzyszczenie separatora tłuszczuX
PrzepompowniaCzyszczenie przepompowniX
WCStosowanie biopreparatówX